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根据是否存在核结构，可以把细胞分为两大类:无核的原核细胞(如细菌)以及有核的真核细胞。细胞核的存在使遗传物质和细胞质可以相互分离。除了没有细胞核以外，与真核细胞相比，原核细胞更小，结构更简单，基因组也不像真核细胞那样复杂。另外，原核细胞还不具备膜性细胞器和细胞骨架结构。不过，尽管具有这么多的不同点，真核细胞、原核细胞对于生命的控制却有着相同的基本分子机制。这表明如今所有的细胞都起源于一个共同的原始祖先。

原核生物包括支原体(mycoplasma)、细菌(bacteria)和蓝绿藻(blue-green algae)等。支原体是目前已知最小的细胞生物。原核细胞结构比真核细胞简单，外部有质膜(plasma membrane)包被，质膜的结构与化学组成和真核细胞膜没有很大差别(图2-11)。有些细菌的质膜内折形成间体(mesosome)，这种结构与细胞呼吸和细胞分裂有关。光合细菌的间体能起到类似植物叶绿体的作用，能利用光能产生ATP和蛋白质。革兰阴性菌有两层质膜，两层膜间的空间称为周质空间(periplasmic space)。除支原体外的原核细胞质膜外，还有一层坚固的细胞壁(cellwall)，厚度为10～25nm，其主要成分为蛋白质和多糖，具有维持细胞形态和保护作用。

原核细胞质中没有膜性细胞器。蓝绿藻有一种类囊体，是其进行光合作用的结构，是与质膜不连续的膜成分。其他原核细胞都没有细胞内的膜结构，但胞质中含有大量核糖体，其沉降系数为70S，由一个30S的小亚基和一个50S的大亚基组成。

原核细胞没有核膜包被的细胞核，也没有核仁。DNA位于细胞中央的核区，称为拟核(nucleoid)。原核细胞DNA分子比较长且反复折叠，如大肠埃希菌DNA全长1mm左右，为菌体长度的1000倍。由于原核细胞没有组蛋白，所以其DNA与非组蛋白组装成染色体。原核细胞只有单个染色体。

很多细菌除了基因组DNA外，还有一些小的双链环形DNA分子，称为质粒(plasmid)。质粒长度为1000～30000个碱基对(base pair，bp)，在胞质中能进行自我复制，其编码的蛋白质具有对抗抗生素等作用。

(一)真核细胞的化学组成

真核细胞虽然比原核细胞复杂得多，但它们的化学组成基本相同(表2-1)，都含有70％的水，约7％的小分子和23％的大分子物质。表2-3所示是体外培养的HeLa细胞(人类宫颈癌细胞系)和大肠埃希菌的大分子组成，可见两者差别不大。

(二)真核细胞的结构特点

与原核细胞不同，真核细胞除质膜外，还含有大量与质膜不连接的膜成分。这些胞内的膜成分称为内膜系统(endomembrane system)，其成分和结构基本上与质膜一致。内膜系统在细胞质中区域化，形成许多结构、功能不同的亚细胞结构，即细胞器(organelle)(图2-12)。真核细胞的主要膜性细胞器有:①细胞核，是细胞中最大的细胞器，是细胞的遗传中心;②线粒体，是细胞呼吸和能量转换的场所;③内质网，具有蛋白质合成、加工和脂类合成等多种功能;④高尔基复合体，负责细胞中物质的加工、运输和分泌;⑤溶酶体，为动物细胞所特有，是负责细胞内消化的膜性结构;⑥过氧化物酶体，是利用氧分子进行氧化反应，从而分解细胞内的有毒物质;⑦叶绿体，是进行光合作用的细胞器，为植物细胞所特有。

真核细胞的另一结构特点是其具有微管、微丝等细胞骨架(cytoskeleton)，这种非膜性细胞器是细胞内蛋白质成分构成的网架结构，与细胞形状的维持、细胞的运动及胞内物质运输等有关。

(三)真核细胞遗传机制的特点

真核细胞的DNA量远远高于原核细胞(表2-4)。细菌DNA基因组含约4×10⁶bp，真核细胞中的酵母基因组的碱基对数约为其3倍，高等动、植物为其40～1000倍。由此，真核细胞DNA所编码的蛋白质种类要比原核细胞丰富得多，而且转录和翻译调节机制要复杂得多。

真核细胞核内的DNA分子与组蛋白一起组装成染色体，染色体的大小数目随物种而异，一般含有两个或多个染色体，人类有46条染色体。核物质外有核膜包被，核内有一至数个核仁。

真核细胞和原核细胞都是由共同的祖先原始细胞进化而来的，两者有着基本的共同特征，如都具有细胞膜、DNA和RNA，都有核糖体参与蛋白质合成，都能以分裂方式进行繁殖等。但是，真核细胞比原核细胞在结构上和遗传机制上更复杂、精细，两者存在明显的差异(表2-5)(图2-13)。